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    数据中心能源利用测量和评估
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    关键词:数据中心能源测量
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    1 范围
    本标准规定了数据中心能源利用的术语和定义、测量范围和内容、测量方法、测量指标的计算和测量评估报告。
    本标准适用于既有和新建数据中心能源利用的测量和评估。
    2 规范性引用文件
    下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
    GB 50174 电子信息系统机房设计规范
    GB 50462 电子信息系统机房施工及验收规范
    DB37/T 2480—2014 数据中心能源管理效果评价导则
    3 术语和定义
    下列术语和定义适用于本文件。
    3.1 
    数据中心
    拥有可靠的运行环境、完善的软硬件设备,可以实现数据处理、存储、传输、交换、管理等功能的专业组织。
    3.2 
    IT设备
    部署在数据中心内用于数据处理、存储、传输、交换的计算设备、存储设备、网络设备等设备。
    4 测量范围和内容
    4.1 测量范围
    4.1.1 数据中心的能耗由以下部分组成:
    a) IT设备能耗;
    b) 制冷系统能耗;
    c) 供配电系统能耗;
    d) 其他基础设施能耗,包括传输线路、照明、环境动力监控等。
    4.1.2 数据中心能源利用具体测量范围如图1所示,其能耗不包括办公区域、公用区域及数据中心以外的照明、制冷系统等的能耗。
     
    图1 数据中心能源利用测量范围
    4.2 测量内容
    4.2.1 数据中心电能利用效率PUE
    PUE的计算公式为:
       (1)
    式中:
    PUE  ——数据中心电能利用效率,单位为百分比(%);
    PTotal  ——数据中心总能耗,单位为千瓦时(kWh);
    PIT     ——数据中心IT设备能耗,单位为千瓦时(kWh)。
    4.2.2 空调制冷负载系数CLF
    CLF的计算公式为:
       (2)
    式中:
    CLF  ——数据中心空调制冷负载系数,单位为百分比(%);
    PCooling ——数据中心制冷系统能耗,单位为千瓦时(kWh);
    PIT       ——数据中心IT设备能耗,单位为千瓦时(kWh)。
    4.2.3 供配电负载系数PLF
    PLF的计算公式为:
       (3)
    式中:
    PLF ——数据中心供配电负载系数,单位为百分比(%);
    PPower ——数据中心供配电系统能耗,单位为千瓦时(kWh);
    PIT    ——数据中心IT设备能耗,单位为千瓦时(kWh)。
    5 测量方法
    5.1 测量点
    5.1.1 PUE测量点
    5.1.1.1 测量点的选取
    为计算PUE的数值,需要在图2所示的数据中心示意图中,测量数据中心总能耗及IT设备能耗。图中各部分应按照GB 50174和GB 50462设计、施工并验收通过。
     
    图2 数据中心示意图
    5.1.1.2 数据中心总能耗
    在正常情况下,数据中心的电能由市电提供,数据中心总能耗的测量点应取图2中的M1点。当市电故障情况下,备用发电系统产生的电能作为数据中心总能耗的测量点,即图2中的M2点。如果是多用途机房楼,数据中心总能耗需减去图2中M4点测量的办公等设备能耗。
    5.1.1.3 IT设备能耗
    IT设备能耗可在各IT设备输入电源处测量能耗量并进行加总,也可在UPS输出或者列头柜配电输入处进行测量,测量点即图2中的M3点。
    5.1.2 CLF/PLF测量点
    5.1.2.1 测量点的选取
    为计算CLF和PLF的数值,需要在PUE测量点的基础上,在图2所示的数据中心示意图中,增加制冷系统能耗及照明等其他基础设施能耗的测量点。
    5.1.2.2 制冷系统能耗
    数据中心制冷系统能耗宜在制冷系统输入电源处进行测量,测量点即图2中的M5点。
    5.1.2.3 照明等其他基础设施能耗
    数据中心照明等其他基础设施能耗宜在照明等其他基础设施输入电源处进行测量,测量点即图2中的M6点。
    5.2 测量时间与频率
    5.2.1 能源利用指标的数值受各种因素的影响,会随季节、节假日和每天忙闲时段的改变发生变化。为全面准确了解数据中心的能源利用情况,宜对数据中心能耗进行持续、长期的测量和记录。
    5.2.2 测量时间与频率应在测量报告中明确说明,宜满足以下要求:
    a) 每年测量4次,可按照春季(3月~5月)、夏季(6月~8月)、秋季(9月~11月)、冬季(12月~2月)划分,每个季度选取一个月作为一个时段进行测量;
    b) 每月不少于3天,可在5日、15日、25日进行测量;
    c) 每天测量不少于2次,可在业务忙时和闲时分别进行;
    d) 每次测量不小于1个小时;
    e) 每次测量时,应注意各测量点和测量环节的同时性。
    5.3 测量设备与系统
    5.3.1 数据中心各部分能耗应在规定的对应测量点进行测量,宜采用固定测量设备或利用供电设备、空调或IT设备内置的测量功能。若数据中心未安装固定测量设备,或供电设备、空调、IT设备不具备内置的测量功能,可采用钳形功率计等设备测量数据中心内供电设备、空调、IT设备等的用电量。
    5.3.2 测量设备的精度要求误差不超过±3%,解析度不低于0.1千瓦时(kWh)。
    5.3.3 数据中心宜部署能效管理系统,实现对能耗数据的统计、分析和能源利用指标的自动计算。
    注:当某些能耗无法直接测量得到或测量数值不精确时,可通过一定的方法进行间接测量和推算,具体内容参见附录A。
    6 测量指标的计算
    6.1 PUE数值的计算
    确定PUE测量点之后,根据公式(1),PUE的数值计算为:
       (4)
    式中:
    PM1,PM2,PM3,PM4 ——图2中M1点、M2点、M3点、M4点的能耗,单位为千瓦时(kWh)。
    注:各部分若有多路组成, PMn(n=1,2,……)则代表Mn点处各路能耗的加总。
    6.2 CLF/PLF数值的计算
    确定CLF/PLF的测量点之后,根据公式(2)和公式(3),CLF/PLF的数值计算分别为:
       (5)
       (6)
    式中:
    PM1,PM2,PM3,PM4,PM5,PM6 ——图2中M1点、M2点、M3点、M4、M5点、M6点的能耗,单位为千瓦时(kWh)。
    注:各部分若有多路组成,PMn(n=1,2,……)则代表Mn点处各路能耗的加总。
    7 测量评估报告
    7.1 数据中心能源利用的评估宜在测量具体指标的基础上,增加相关定性评估内容。测量评估报告格式参见附录B。
    7.2 数据中心能源利用相关管理评价应符合DB37/T 2480—2014的规定。
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